捣碎的紫色海洋细菌是一种极好的环保肥料

npj Sustainable Agriculture杂志发表的一项新研究 报告称，由紫色光合海洋细菌 Rhodovulum sulfidophilum制成的生物质 是一种极好的氮肥。该研究由日本理化学研究所可持续资源科学中心 (CSRS) 和京都大学的 Keiji Numata 领导，研究表明，这种生物质与常见的无机合成肥料一样有效，但避免了一些危害环境的副作用。

使用富氮肥料提高农业产量是一种常见的做法，随着全球粮食需求的增加，预计未来几十年这种做法还会增加。随着这种情况的发生，过度使用普通无机氮肥对生态有害的副作用预计也会急剧增加，包括大量的温室气体排放、地下水污染和土壤质量差。另一方面，堆肥和粪肥等有机肥料的氮含量要少得多，因此必须使用更多的量才能对植物生长产生相同的效果。这会导致土壤盐分过高，产生毒性并阻碍植物生长，而且从长远来看还会产生更多的二氧化碳和一氧化二氮副产物。

日本理化学研究所 CSRS 的生物大分子研究团队一直在寻找一种天然的氮源，以取代基于氨的合成肥料，并有助于防止未来的危机。已知紫色非硫细菌 (PNSB) 具有帮助它们从大气中吸收氮并将其掺入蛋白质的酶，但到目前为止，还没有人测试过它们作为肥料的有效性。为了为新研究制作 PNSB 肥料，该团队将 PNSB R. sulfidophilum捣碎 ，并从释放的细胞物质中生成干生物质。分析表明，PNSB 肥料的氮含量为 11%(按重量计)，远高于其他有机肥料中的氮含量，包括由其他微生物或微藻制成的生物质。

研究人员比较了日本芥菜小松菜 ( Brassica rapa var. perviridis ) 在施用无机肥料或新型 PNSB 生物质肥料时的生长情况。第一个主要发现是芥菜确实可以从干燥的生物质中吸收氮。进一步的实验表明，生物质肥料在凉爽和温暖的温度下都能像富含氮的无机肥料一样促进植物生长。最重要的是，即使生物质肥料中的氮含量高达四倍，土壤 pH 值和盐度仍保持正常，与未施氮肥的土壤相似。

PNSB 生物质肥料的碳氮比较低，与无机肥料相比，氮释放到植物中的速度相对较慢——30 天内约 60%。虽然这意味着在同样的农作物生长过程中需要两倍的生物质肥料，但最大的好处是二氧化碳和一氧化二氮的排放量会降低，通过浸出排放到环境中的氮也会减少。“从长远来看，这可能会彻底改变农业，减轻其对环境的负面影响，”该研究的主要作者之一 Morey-Yagi 说。

虽然基础实验证明了生物质肥料的有效性，但作者强调，结果是初步的，最终需要考虑其他因素。正如 Numata 所解释的那样，“对这种肥料的生命周期评估对于评估其在生产、储存、应用、运输和处置过程中的环境足迹至关重要。”此外，还必须考虑如何扩大生物质生产过程，还必须确定保质期。

研究人员乐观地认为这些挑战将会得到解决，他们的发现将有助于使肥料更加环保，也有助于防止未来无机肥料供应链分销出现问题。由于这种生物质肥料是利用空气中的二氧化碳和氮气生产的，他们将其命名为 Air Fertilizer®，并已在日本注册为 Symbiobe Inc. 销售的有机肥料产品。